全差分运算放大器的制造方法
【专利摘要】本申请提供了全差分运算放大器，包括：偏置电路、差模放大电路、共模反馈电路，其中，所述差模放大电路包括：依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极通过两个源极负反馈电阻Rs相连；或者，所述第二级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极通过两个Rs相连。采用本申请的技术方案，能够有效降低功耗。
【专利说明】
全差分运算放大器
技术领域
[0001] 本申请涉及电路设计技术领域，特别涉及全差分运算放大器。
【背景技术】
[0002] 全差分运算放大器是模拟、射频电路中最基础的电路模块之一，通常在系统中实 现自动控制或信号处理的作用。两级全差分运算放大器相比于单级全差分运算放大器，有 着更高的增益及更宽的输出电压范围，受到广泛的应用。但由于稳定性的限制，两级运算放 大器需经过频率补偿处理才可应用。传统的频率补偿通常利用密勒效应，压缩主极点，扩展 次极点至GBW(Gain-BandWidth，单位增益带宽）外，使运算放大器稳定，但GBW仍受限于次极 点。而利用传统前馈补偿时，前馈效应在带宽内产生的零点受工艺制造、电源电压和温度漂 移等的影响，不能很好地跟踪次极点，导致相位裕度变化较大，影响全差分运算放大器的稳 定性和瞬态响应。
[0003] 现有的频率补偿技术由于次极点或工艺、温度漂移等的影响，要达到一定增益要 求需要消耗较大的功耗。
【发明内容】
[0004] 本申请实施例提出了全差分运算放大器，用以克服现有的频率补偿技术功耗较大 的不足。
[0005] 本申请实施例提供了全差分运算放大器，包括:偏置电路、差模放大电路、共模反 馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模 放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述 第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效 应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，
[0006] 所述第二级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极通过两个&相连。
[0007] 本申请有益效果如下：
[0008] 本申请实施例提供了全差分运算放大器，包括:偏置电路、差模放大电路、共模反 馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模 放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述 第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效 应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，所述第二级差模放大电路中的一对差 分场效应管的源极通过两个Rs相连。利用电阻源极负反馈技术，使第一级差模放大电路的 跨导或第二级差模放大电路的跨导为源极负反馈电阻1的倒数，实现次极点与零点的精确 跟踪。相比传统的密勒补偿，实现相同的GBW，本申请提供的技术方案只需消耗传统的密勒 补偿方案的一半的电流，有效降低了功耗。
【附图说明】
[0009]下面将参照附图描述本申请的具体实施例。
[0010]图1为通用的采用前馈补偿的两级运算放大器小信号图；
[0011] 图2为本申请实施例提供的全差分运算放大器的偏置电路的示意图；
[0012] 图3为本申请实施例提供的全差分运算放大器的差模放大电路的示意图一；
[0013] 图4为本申请实施例提供的全差分运算放大器的差模放大电路的示意图二；
[0014] 图5为本申请实施例提供的全差分运算放大器的共模反馈电路的示意图；
[0015] 图6为本申请实施例提供的全差分运算放大器的整体电路示意图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性 实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是 所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以 互相结合。
[0017] 在实现本申请的过程中，发明人发现，两级全差分运算放大器相比于单级全差分 运算放大器，有着更高的增益及更宽的输出电压范围，但由于稳定性的限制，两级运算放大 器需经过频率补偿处理才可应用。
[0018] 传统的频率补偿通常利用密勒效应，压缩主极点，扩展次极点至GBW外，使运算放 大器稳定，但GBW仍受限于次极点。而利用传统前馈补偿时，前馈效应在带宽内产生的零点 受工艺制造、电源电压和温度漂移等的影响，不能很好地跟踪次极点，导致相位裕度变化较 大，影响全差分运算放大器的稳定性和瞬态响应。
[0019] 现有的频率补偿技术由于次极点或工艺、温度漂移等的影响，要达到一定增益要 求需要消耗较大的功耗。
[0020] 针对上述问题，本申请实施例中提供了全差分运算放大器，包括偏置电路、差模放 大电路、共模反馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电 路、第二级差模放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分 场效应管，所述第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中 的一对差分场效应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，所述第二级差模放大 电路中的一对差分场效应管的源极通过两个Rs相连。利用电阻源极负反馈技术，使第一级 差模放大电路的跨导或第二级差模放大电路的跨导为源极负反馈电阻Rs的倒数，实现次极 点与零点的精确跟踪，实现相同的GBW时只需消耗传统的密勒补偿方案的一半的电流，有效 降低了功耗。
[0021 ]图1为通用的采用前馈补偿的两级运算放大器小信号图，如图1所示，gml、gm2和 gmf分别为第一级差模放大电路的跨导、第二级差模放大电路的跨导和前馈级差模放大电 路的跨导，R1和R 2分别为第一级差模放大电路的输出电阻和第二级差模放大电路的输出电 阻，&和&分别为第一级差模放大电路的负载电容和第二级差模放大电路的负载电容。由图 1可知，该两级运算放大器电路对应的传递函数可表示为下面的公式（1):
[0023]由公式（1)可得，该传递函数有两个极点和一个零点，其中，主极点？1可表示为下 面的公式(2):
[0025] 次极点D2可表示为下面的公式(3)
[0027]零点z可表示为下面的公式(4)
[0029] 在传统的前馈补偿中，次极点？2与零点z由于跨导同电阻不可匹配，导致极点零点 位置不能跟踪。
[0030] 本申请实施例提供的全差分运算放大器可以包括:偏置电路、差模放大电路、共模 反馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差 模放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所 述第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场 效应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，
[0031 ]所述第二级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极通过两个仏相连。
[0032]具体的，假设对第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈，则gml = l/Rs。令kr = R2/ Rs，kgm = gmf/gm2，kc = C2/C1，贝lj零点与次极点的比值m可表示为下面的公式(5 ):
[0034]当m=l时，零点和次极点位置重合，相位及增益的影响互相抵消，带宽内相位变化 最小最平坦。此时，GBW可表示为下面的公式(6):
[0036]而采用传统的密勒补偿的运算放大器的次极点可表示为下面的公式(7):
[0038]其中，P2_mille：r为在传统的密勒补偿中的运算放大器的次极点，gm2_millei?为在传统的 密勒补偿中两级运算放大器的第二级差模放大电路的跨导。在传统的密勒补偿中，为了推 高次极点，大部分的电流都被消耗在运算放大器的第二级差模放大电路，而为了保证稳定 性，其GBW值一般只能选取为次极点值的一半，BP
[0040]而在本申请实施例设计的全差分运算放大器中，大部分电流可以消耗在前馈级差 模放大电路上，在消耗相同电流的情况下^1^ = 81112_1^11(^，根据公式(6)、（7)和(8)，本申请实 施例设计的全差分运算放大器的GBW值为传统密勒补偿中GBW值的两倍。
[00411在CMOS模拟集成电路设计中，处于放大区的M0S管其偏置电流I与跨导gm的关系可 表示为下面的公式(9)
[0043] 其中，Vod为M0S的过驱动电压。在相同驱动电压情况下，电流与跨导成正比。结合公 式(6)、（7)、（8)与(9)，可知，实现相同的GBW值时，本设计的全差分运算放大器需要的电流 为传统密勒补偿方案的一半。
[0044] 实施中，所述第一级差模放大电路或所述第二级差模放大电路的跨导可以为所述 源极负反馈电阻Rs的倒数。
[0045] 本申请实施例提供了全差分运算放大器，包括:偏置电路、差模放大电路、共模反 馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模 放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述 第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效 应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，所述第二级差模放大电路中的一对差 分场效应管的源极通过两个Rs相连。利用电阻源极负反馈技术，使第一级差模放大电路的 跨导或第二级差模放大电路的跨导为源极负反馈电阻R s的倒数，实现次极点与零点的精确 跟踪。相比传统的密勒补偿，实现相同的GBW，本申请提供的技术方案只需消耗传统的密勒 补偿方案的一半的电流，有效降低了功耗。
[0046] 图2为本申请实施例提供的全差分运算放大器的偏置电路的示意图，如图2所示， 实施中，所述配置电路，所述偏置电路可以包括:场效应管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、 110、111、112、113，其中肩1、12、13、110及姐2的源极均连接至电压信号￥00，11的栅极及漏 极、M2的栅极、M3的栅极均连接至电流信号IBIAS，M2的漏极输出电压信号Vbn2并连接至M4 的漏极，M3的漏极输出电压信号Vbn并连接至M6的漏极，M4的源极连接至M5的漏极，M4、M5的 栅极连接至电压信号Vbn2，M10、Mll的栅极均连接至电压信号Vbp2，M10的漏极连接至Mil的 源极，Mil的漏极输出电压信号Vbp2并连接至M7的漏极，M6、M7、M8的栅极均连接至电压信号 Vbn，Ml 2的栅极连接至电压信号Vbp，Ml 2的漏极连接至Ml 3的源极，Ml 3的栅极连接至信号 Vcom，Ml 3的漏极输出电压信号Vbp并连接至M9的漏极，M9的栅极连接至电压信号Vbn2，M9的 源极连接至M8的漏极，M5、M6、M7及M8的源极均连接至信号地GND。
[0047] 具体实施中，所述偏置电路的输入为电流源，偏置电路输出2个电流源偏置电压 Vbn、Vbp以及共源共栅极偏置电压Vbn2、Vbp2，为差模放大电路、共模反馈电路提供偏置电压信 号。
[0048] 具体的，所述电流源为带隙基准电流源。带隙基准电流源，即，Bandgap Voltage Reference，常常有人简单地称它为Bandgap。最经典的带隙基准是利用一个与温度成正比 的电压与一个与温度成反比的电压之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压 基准，约为1.25V。因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。实际上利用 的不是带隙电压。
[0049]模拟电路广泛的包含电压基准和电流基准。这种基准是直流量，它与电源和工艺 参数的关系很小，但与温度的关系是确定的。基准电流源是指在模拟集成电路中用来作为 其它电路的电流基准的高精度、低温度系数的电流源。电流源作为模拟集成电路的关键电 路单元，广泛应用于运算放大器、A/D转换器、D/A转换器中。偏置电流源的设计是基于一个 已经存在的标准参考电流源的复制，然后输出给系统的其他模块。因此，电流源的精度直接 影响到整个系统的精度和稳定性。
[0050] 图3为本申请实施例提供的全差分运算放大器的差模放大电路的示意图一，如图3 所示，所述第一级差模放大电路可以包括:场效应管M14、M15、M16、M17、M22、M23、M24、M25、 皿26、]?27、]\128、]\129，电阻1^、电容(： 1，其中，]\114、]\115、]\116与]\117的源极均连接至电压信号￥00， M14、M15、M16与M17的栅极均连接至电压信号Vbp，M14的漏极连接至M22的源极，M15的漏极 连接至M23的源极，M16的漏极连接至M24的源极，M17的漏极连接至M25的源极;M22的栅极均 连接至Vinn，M23的栅极均连接至Vinp，M22的漏极连接至M28的漏极，M23的漏极连接至M29 的漏极，M22的源极与M23的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;M24、M25的栅极均连接至 电压信号Vbp2，M24的漏极连接至M26的漏极、Ci的一端及第二级差模放大电路，M25的漏极 连接至M27的漏极、Ci的一端及第二级差模放大电路;M26、M27的栅极均连接至电压信号 Vbn2，M26的源极连接至M28的漏极，M27的源极连接至M29的漏极;M28、M29的栅极均连接至 Vcmf b 1; M28、M29的源极及&的另一端均连接GND。
[0051] 具体实施中，所述第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈时，所述第一级差模 放大电路可以采用折叠式共源共栅极结构。
[0052]实施中，所述差模放大电路中的差分场效应管及所述共模反馈电路中的差分场效 应管可以为同类型的PM0S管。
[0053]具体实施中，所述差模放大电路中的差分场效应管及所述共模反馈电路中的差分 场效应管采用同类型的PM0S管，由于采用同种类型的PM0S放大管，可排除不同类型器件的 差异性，实现精确匹配。
[0054]所述PM0S管的尺寸可以与偏置电流成正比，即：所述差模放大电路中的差分场效 应管及所述共模反馈电路中的差分场效应管采用的PM0S管的尺寸与偏置电路的偏置电流 成正比。偏置电路的偏置电流来源于电流镜，不随PVT变化，也可精确匹配。
[0055] 图4为本申请实施例提供的全差分运算放大器的差模放大电路的示意图二，如图4 所示，所述第二级差模放大电路可以包括:场效应管組8、]?19、]\00、]\01、]\02、]\03，电阻1^、1? 2 及电容C2,其中，M18、M19的源极均连接至电源电压VDD，M18、M19的栅极均连接至电压信号 Vbp，M18的漏极连接至M30的源极，M19的漏极连接至M31的源极;M30的源极与M31的源极通 过两个源极负反馈电阻R s相连，M30及M31的栅极均连接至第一级差模放大电路，M30的漏极 输出电压信号Voutn并连接至M32的漏极，M31的漏极输出电压信号Voirtp并连接至M33的漏 极，M30及M31的漏极之间通过两个电阻R2连接，且M30及M31的漏极均连接至前馈级差模放 大电路；所述两个电阻R2中间输出电压信号Vcmfb ; M32及M33的漏极均连接至C2的一端， M32、M33的漏极及C2的另一端均连接至GND。
[0056] 具体实施中，将所述第二级差模放大电路中构成一对差分场效应管的场效应管 M30及M31采用电阻源极负反馈时对应的差模放大电路，
[0057] 实施中，所述第二级差模放大电路的输出电阻办与所述源极负反馈电阻Rs可以为 同类型的电阻。
[0058] 具体实施中，第二级差模放大电路的输出电阻R2主要由共模检测电阻决定，即次 极点位置与R2成比例。当对第一级差模放大电路或第二级差模放大电路采用电阻源极负反 馈后，第一级差模放大电路的跨导或第二级差模放大电路的跨导与所述源极负反馈电阻Rs 成反比，第二级差模放大电路的输出电阻R#PRS可采用同类型电阻制成，R#PRS的比值关系 不随PVT变化，次极点与零点的相对位置即可精确确定，不随PVT变化。
[0059] 如图3或图4所示，所述前馈级差模放大电路可以包括：场效应管M20、M21、M36、 M37、M38、M39，其中，M20、M21的源极均连接至电源电压VDD，M20、M21的栅极均连接至电压信 号Vbp，M20的漏极连接至M38的源极，M21的漏极连接至M39的源极;M36、M37的源极均连接至 电源电压VDD，M36、M37的栅极均连接至Vcmfb2，M36的漏极连接至M38的源极，M37的漏极连 接至M39的源极;M38的栅极连接至Vinp，M39的栅极连接至Vinn，M38及M39的漏极均连接至 第二级差模放大电路。
[0060] 图5为本申请实施例提供的全差分运算放大器的共模反馈电路的示意图，如图5所 示，当所述第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈时，所述共模反馈电路可以包括:第一 级共模反馈电路及前馈级共模反馈电路;其中，
[0061 ] 所述第一级共模反馈电路可以包括：场效应管M40、M41、M44、M45、M46、M47、M48、 M49,其中，M40、M41的源极均连接至电压信号VDD，M40、M41的栅极均连接至电压信号Vbp， M4 0的漏极连接至M4 4的源极，M41的漏极连接至M4 5的源极，M44的栅极连接至电压信号 Vcom，M45的栅极连接至电压信号Vcomfb，M44的源极与M45的源极通过两个源极负反馈电阻 Rs相连，M44的漏极连接至M46的漏极及M48的栅极，M45的漏极输出电压信号Vcmfbl并连接 至M47的漏极，M46、M47的栅极均连接至电压信号Vbn2，M46的源极连接至M48的漏极，M47的 源极连接至M49的漏极，M49的栅极连接至电压信号Vcmf b 1，M48、M49的源极均连接至GND; [0062] 所述前馈级共模反馈电路可以包括：场效应管M42、M43、M50、M51、M52、M53、M54、 皿55、]?56、]\157、]\158、]\159，其中，]\142、]\143及159的源极均连接至电压信号￥00，]\142、]\143的栅极 均连接至电压信号Vbp，M42的漏极连接至M50的源极，M43的漏极连接至M51的源极，M50的源 极与M51的源极相连，M50的栅极连接至电压信号Vcom，M51的栅极连接至电压信号Vcomfb， M50的漏极连接至M52的漏极及M55的栅极，M51的漏极连接至M53的漏极、M56的栅极及M57的 栅极，M52的源极连接至M55的漏极，M53的源极连接至M56的漏极，M52、M53的栅极均连接至 电压信号Vbn2，M59的栅极连接至电压信号Vcmfb2及M54的漏极，M59的漏极连接至M58的源 极，M58的栅极连接至电压信号Vcom，M58的漏极输出电压信号Vcmfb2并连接至M54的漏极， M54的栅极连接至电压信号Vbn2，M54的源极连接至M57的漏极，M55、M56及M57的源极均连接 至 GND。
[0063] 具体实施中，共模反馈电路与差模放大电路一样，均采用前馈补偿实现。共模反馈 有两对差分场效应管及若干电流镜组成，两对差分场效应管分别构成第一级共模反馈电路 和前馈级共模反馈电路，第二级共模反馈电路与第二级差模放大电路合并，为差模放大电 路和共模反馈电路共用。
[0064] 第一级共模反馈电路、第二级共模反馈电路及前馈级共模反馈电路中的差分场效 应管在电路设计的器件选择上需要结合偏置电流及电流镜比例确定PM0S管的尺寸，当第一 级共模反馈电路、第二级共模反馈电路及前馈级共模反馈电路中的差分场效应管采用相同 类型的PM0S管，则可以实现第一级共模反馈电路、第二级共模反馈电路及前馈级共模反馈 电路的相互比例不随PVT变化，因此共模反馈环路中的次极点和零点的相对位置也可精确 地确定，不随PVT变化。
[0065] 若所述第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈时，则第一级共模反馈电路可以 采用电阻源极负反馈。
[0066] 具体实施中，如果第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈，则第一级共模反馈 电路也需要采用电阻源极负反馈与之匹配；如果第二级差模放大电路采用电阻源极负反 馈，则共模反馈电路中的第二级电路（即，第二级共模反馈电路，与第二级差模放大电路合 并，图5中未示出)无需再加入电阻源极负反馈。
[0067] 实施中，所述全差分运算放大器还可以包括:所述第一级差模放大电路的负载电 容&和所述第二级差模放大电路的负载电容C 2,所述&和所述C2为同类型的电容。
[0068] 具体实施中，&和&可用同一种类型的电容制成，两者比值不受PVT影响，可保证全 差分运算放大器的精确匹配。
[0069] 上面是对本申请实施例提供的全差分运算放大器的组成电路进行分别说明。图6 为本申请实施例提供的全差分运算放大器的整体电路示意图，如图6所示，依序将图2所示 的配置电路、图3所示的对第一级差模放大电路采用电阻源极负反馈的差模放大电路(或图 4所示的对第二级差模放大电路采用电阻源极负反馈的差模放大电路)及图5所示的共模反 馈电路进行连接，即可得到图6所示的整体电路。
[0070] 本申请实施例提供了全差分运算放大器，包括:偏置电路、差模放大电路、共模反 馈电路，其中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模 放大电路及前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述 第二级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效 应管的源极通过两个源极负反馈电阻R s相连;或者，所述第二级差模放大电路中的一对差 分场效应管的源极通过两个Rs相连。利用电阻源极负反馈技术，使第一级差分放大电路的 跨导或第二级差分放大电路的跨导为源极负反馈电阻R s的倒数，实现次极点与零点的精确 跟踪。相比传统的密勒补偿，实现相同的GBW，本申请提供的技术方案只需消耗传统的密勒 补偿方案的一半的电流，有效降低了功耗。
[0071 ]在本申请实施例中，"连接"、"相连"、"连"、"接"等表示电性相连的词语，如无特别 说明，则表示直接或间接的电性连接。
[0072]尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0073]显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精 神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围 之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 全差分运算放大器，其特征在于，包括:偏置电路、差模放大电路、共模反馈电路，其 中，所述差模放大电路包括:依次逐级相连的第一级差模放大电路、第二级差模放大电路及 前馈级差模放大电路，所述第一级差模放大电路包括一对差分场效应管，所述第二级差模 放大电路包括一对差分场效应管，所述第一级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极 通过两个源极负反馈电阻Rs相连;或者， 所述第二级差模放大电路中的一对差分场效应管的源极通过两个Rs相连。2. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一级差模放大电路或所述第二级差 模放大电路的跨导为所述源极负反馈电阻Rs的倒数。3. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述偏置电路包括：场效应管Ml、M2、M3、 皿4、]\15、]\16、]\17、]\18、]\19、]\110、]\111、]\112、]\113，其中，]\11、]\12、]\0、]\110及組2的源极均连接至电压信 号VDD，M1的栅极及漏极、M2的栅极、M3的栅极均连接至电流信号IBIAS，M2的漏极输出电压 信号Vbn2并连接至M4的漏极，M3的漏极输出电压信号Vbn并连接至M6的漏极，M4的源极连接 至M5的漏极，M4、M5的栅极连接至电压信号￥1^2，110、111的栅极均连接至电压信号￥匕？2， M10的漏极连接至Mil的源极，Mil的漏极输出电压信号Vbp2并连接至M7的漏极，M6、M7、M8的 栅极均连接至电压信号Vbn，M12的栅极连接至电压信号Vbp，M12的漏极连接至M13的源极， Ml 3的栅极连接至信号Vcom，Ml 3的漏极输出电压信号Vbp并连接至M9的漏极，M9的栅极连接 至电压信号Vbn2，M9的源极连接至M8的漏极，M5、M6、M7及M8的源极均连接至信号地GND。4. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一级差模放大电路包括:场效应管 皿14、]?15、]\116、]\117、]\122、]\123、]\124、]\125、]\126、]\127、]\128、]\129，电阻1^、电容(：1，其中，]\114、]\115、]\116 与M17的源极均连接至电压信号￥00，114、115、116与組7的栅极均连接至电压信号￥&?，114 的漏极连接至M22的源极，M15的漏极连接至M23的源极，M16的漏极连接至M24的源极，M17的 漏极连接至M25的源极;M22的栅极均连接至Vinn，M23的栅极均连接至Vinp，M22的漏极连接 至M28的漏极，M23的漏极连接至M29的漏极，M22的源极与M23的源极通过两个源极负反馈电 阻Rs相连;M24、M25的栅极均连接至电压信号Vbp2，M24的漏极连接至M26的漏极、&的一端及 第二级差模放大电路，M25的漏极连接至M27的漏极、&的一端及第二级差模放大电路;M26、 M27的栅极均连接至电压信号Vbn2，M26的源极连接至M28的漏极，M27的源极连接至M29的漏 极;M28、M29的栅极均连接至Vcmfbl;M28、M29的源极及&的另一端均连接GND。5. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第二级差模放大电路包括:场效应管 皿18、]\119、]\00、]\01、]\02、]\03，电阻此、1? 2及电容(：2，其中，]\118、]\119的源极均连接至电源电压 VDD，M18、M19的栅极均连接至电压信号Vbp，M18的漏极连接至M30的源极，M19的漏极连接至 M31的源极;M30的源极与M31的源极通过两个源极负反馈电阻Rs相连，M30及M31的栅极均连 接至第一级差模放大电路，M30的漏极输出电压信号Voutn并连接至M32的漏极，M31的漏极 输出电压信号Voutp并连接至M33的漏极，M30及M31的漏极之间通过两个电阻R2连接，且M30 及M31的漏极均连接至前馈级差模放大电路;所述两个电阻R2中间输出电压信号Vcmfb; M32 及M33的漏极均连接至C2的一端，M32、M33的漏极及C2的另一端均连接至GND。6. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述前馈级差模放大电路包括:场效应管 皿20、]\121、]\06、]\07、]\08、]\09，其中，]\120、]\121的源极均连接至电源电压￥00，]\120、]\121的栅极均 连接至电压信号Vbp，M20的漏极连接至M38的源极，M21的漏极连接至M39的源极;M36、M37的 源极均连接至电源电压VDD，M36、M37的栅极均连接至Vcmfb2，M36的漏极连接至M38的源极， M37的漏极连接至M39的源极;M38的栅极连接至Vinp，M39的栅极连接至Vinn，M38及M39的漏 极均连接至第二级差模放大电路。7. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，当所述第一级差模放大电路采用电阻源极 负反馈时，所述共模反馈电路包括:第一级共模反馈电路及前馈级共模反馈电路;其中， 所述第一级共模反馈电路包括:场效应管M40、M41、M44、M45、M46、M47、M48、M49，其中， M40、M41的源极均连接至电压信号VDD，M40、M41的栅极均连接至电压信号Vbp，M40的漏极连 接至M44的源极，M41的漏极连接至M45的源极，M44的栅极连接至电压信号Vcom，M45的栅极 连接至电压信号Vcomfb，M44的源极与M45的源极通过两个源极负反馈电阻Rs相连，M44的漏 极连接至M46的漏极及M48的栅极，M45的漏极输出电压信号Vcmf b 1并连接至M47的漏极， M46、M47的栅极均连接至电压信号Vbn2，M46的源极连接至M48的漏极，M47的源极连接至M49 的漏极，M49的栅极连接至电压信号Vcmf b 1，M48、M49的源极均连接至GND; 所述前馈级共模反馈电路包括：场效应管M42、M43、M50、M51、M52、M53、M54、M55、M56、 皿57、]?58、]\159，其中，]\142、]\143及159的源极均连接至电压信号￥00，]\142、]\143的栅极均连接至 电压信号Vbp，M42的漏极连接至M50的源极，M43的漏极连接至M51的源极，M50的源极与M51 的源极相连，M50的栅极连接至电压信号Vcom，M51的栅极连接至电压信号Vcomfb，M50的漏 极连接至M52的漏极及M55的栅极，M51的漏极连接至M53的漏极、M56的栅极及M57的栅极， M52的源极连接至M55的漏极，M53的源极连接至M56的漏极，M52、M53的栅极均连接至电压信 号Vbn2，M59的栅极连接至电压信号Vcmfb2及M54的漏极，M59的漏极连接至M58的源极，M58 的栅极连接至电压信号Vcom，M58的漏极输出电压信号Vcmfb2并连接至M54的漏极，M54的栅 极连接至电压信号Vbn2，M54的源极连接至M57的漏极，M55、M56及M57的源极均连接至GND。8. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述差模放大电路中的差分场效应管及所 述共模反馈电路中的差分场效应管为同类型的PM0S管。9. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第二级差模放大电路的输出电阻办与 所述源极负反馈电阻Rs为同类型的电阻。10. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，还包括:所述第一级差模放大电路的负载 电容&和所述第二级差模放大电路的负载电容C 2,所述&和所述C2为同类型的电容。
【文档编号】H03F1/14GK106026936SQ201610281361
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】马科, 夏波
【申请人】无锡中感微电子股份有限公司